计算机图形学课件.ppt
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1、计算机图形学 考核平时成绩20%实验成绩20%期末成绩60%教材苏小红、李东、唐好选、赵玲玲等编著,计算机图形学实用教程(第三版),人民邮电出版社,2014年9月参参 考考 书书陈元琰,张晓竟,计算机图形学实用技术,科学出版社,2000David F. Rogers 著,石教英,彭群生等译,Procedural Elements for Computer Graphics (Second Edition)计算机图形学的算法基础,机械工业出版社,2002孙家广,杨长贵,计算机图形学,清华大学出版社,1995彭群生,鲍虎军,金小刚,计算机真实感图形学的算法基础,科学出版社,1999齐东旭,计算机动
2、画原理与应用,科学出版社,1998第第1章章绪绪论论_ 应用领域应用领域_ 与相关学科的关系与相关学科的关系_ 发展简史发展简史_ 研究内容研究内容_ 什么是计算机图形学什么是计算机图形学_ 交互式计算机图形处理系统交互式计算机图形处理系统什么是计算机图形学 Computer Graphics (CG) 计算机图形学是研究怎样用计算机生成、处理和显示图形的一门学科。 国际标准化组织国际标准化组织(ISO)的定义:的定义: 计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形,并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。 它是建立在传统的图学理论、应用数学和计算机科学基础上的一门边缘学科。图形的构成
3、要素广义的概念广义的概念几何要素几何要素几何属性几何属性点、线、面、体点、线、面、体非几何要素非几何要素视觉属性视觉属性明暗、灰度、色彩、纹理、透明性、明暗、灰度、色彩、纹理、透明性、线型、线宽线型、线宽一般说来,要在计算机上生成一幅表示物一般说来,要在计算机上生成一幅表示物体的图形,有三个要素:体的图形,有三个要素:造型技术造型技术:在计算机中建立所要生成图像的物体的模型在计算机中建立所要生成图像的物体的模型即给出表示该物体的几何数据和拓扑关系即给出表示该物体的几何数据和拓扑关系绘制技术绘制技术:按照给定的观察点及观察方向将物体模型在计算机按照给定的观察点及观察方向将物体模型在计算机屏幕上显
4、示出来屏幕上显示出来人机交互技术人机交互技术:为造型和绘制这两个过程提供友好的人机界面为造型和绘制这两个过程提供友好的人机界面研究内容研究内容研究内容研究内容计算机对图形数据处理的硬件和软件计算机对图形数据处理的硬件和软件围绕着生成、表示物体的图形的围绕着生成、表示物体的图形的 准确性准确性-真实性真实性-实时性实时性 算法可大致分为以下几类:算法可大致分为以下几类:研究内容研究内容基于图形设备的基本图形元素的生成算法图形的变换和裁剪自由曲线和曲面计算几何几何造型技术真实感图形的生成算法自然景物的生成分形几何颜色科学及其应用计算机动画技术虚拟现实技术实时交互式三维图形处理热点问题探讨与相关学科
5、的关系图像处理图像处理计计算算机机图图形形学学模模式式识识别别图图 像像计算几何计算几何特特 征征 数数 据据几几 何何 模模 型型CAD/CAM计算机艺术计算机艺术计算机动画计算机动画计算机视觉计算机视觉发发展展简简史史准备阶段(准备阶段(50年代)年代)1950年, MIT,第一台图形显示器 ,旋风I号(Whirlwind I)计算机的附件类似于示波器的阴极射线管 (CRT) 50年代末期,MIT林肯实验室,在“旋风”计算机上开发SAGE空中防御系统光笔,交互式图形生成技术。 发发展展简简史史发展阶段(发展阶段(60年代)年代)MIT林肯实验室,I.E.Sutherland发表博士论文“S
6、ketchpad:一个人机通信的图形系统”首次使用Computer Graphics术语计算机图形学之父60年代中期,美国MIT、通用汽车公司、贝尔电话实验室、洛克希德飞机公司、法国雷诺汽车公司、英国剑桥大学随机扫描显示器发发展展简简史史推广应用阶段(推广应用阶段( 70年代)年代)基于电视技术的光栅扫描显示器的出现,图形学进入了第一个兴盛的时期,并开始出现实用的CAD图形系统。众多商品化软件的出现,使图形标准化问题也被提上议程。74年,美国计算机学会成立图形标准化委员会(ACM SIGGRAPH)发发展展简简史史系统实用化阶段(系统实用化阶段(80年代)年代)80年代,超大规模集成电路的发展
7、,奠定了物质基础,工作站的出现,促进了图形学的发展。标准化智能化阶段(标准化智能化阶段(90年代)年代)朝着标准化、集成化和智能化的方向发展国际标准化组织(ISO)公布的图形标准也越多、且更加成熟应应 用用图形用户界面图形用户界面 计算机辅助设计与制造计算机辅助设计与制造工业领工业领域域CAD/CAM是CG在工业界最广泛、最活跃的应用领域。飞机、汽车、船舶、机电、轻工、服装的外形设计集成电路、印刷电路板的设计建筑设计基于工程图纸的三维形体重建 孙家广谭建荣(a)工程图工程图应应 用用(b)线框图线框图 (c)实体图实体图 Boeing 777, 无纸设计,无纸设计,无纸制造 在飞机工业中,美国
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